理论教育 深圳地铁:注浆格构式止水帷幕施工优化

深圳地铁:注浆格构式止水帷幕施工优化

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6.12注浆布孔模式格构式止水帷幕平面布置如图6.13所示,格构式止水帷幕纵剖面如图6.14所示。渗透注浆格构式止水帷幕注浆参数经现场试验后确定,并在现场施工中不断完善调整,以满足施工要求。注浆方式采取分段上行式(后退式)注浆,注浆工艺采用袖阀管法。并在袖阀管内加入清水,以减少袖阀管的弯曲和上浮。5)渗透注浆技术措施及关键。从而有效地控制浆液扩散区域,确保注浆形成完整的止水帷幕。

深圳地铁:注浆格构式止水帷幕施工优化

(1)概述。深圳地铁一期工程香蜜湖—车公庙区间隧道全长1101.348m,其中有680m洞身、洞顶为浅埋富水砂层。线路主要位于深南大道的中央及北侧的绿化带下,设计线间距13.2m,为两条平行的马蹄形断面隧道。

区间上覆人工堆积层素填土,冲积粘土、粉质粘土、砾砂,残积层砾质粘性土,下伏燕山期花岗岩。地表下1~3m管线密集,地下水埋深1.3~9.8m,水位变幅1~2m。区间隧道主要含水层为地下水丰富的砂层,具中等—强透水性,渗透系数高达15m/d。

为保证施工安全,在680m的浅埋富水砂层隧道施工前采取渗透注浆沿线路方向施做数个连续长约30m,宽约28m,厚1.5m的矩形方格构造止水墙,即格构式止水帷幕,使经注浆改良后的砂层渗透系数降低到10-5cm/s以下,并在其内进行井点降水,保证隧道在干燥无水状态下开挖。

(2)施工技术工艺。

1)格构式止水帷幕设计。渗透注浆格构式止水帷幕采用注水泥—水玻璃浆形成,注浆厚度1.5m,注浆布孔模式如图6.12所示。

帷幕内缘距结构外缘2.72m,沿线路方向约30m设一横向隔断,竖向范围为地表下1m至隧道结构底,然后在格构内布置2~3口φ700mm降水井进行井点降水。

图6.12 注浆布孔模式 (单位:mm)

格构式止水帷幕平面布置如图6.13所示,格构式止水帷幕纵剖面如图6.14所示。

图6.13 格构式止水帷幕平面图 (单位:m)

图6.14 格构式止水帷幕纵剖面图 (单位:mm)

2)注浆材料。注浆材料如表6.5所示。

表6.5 渗透注浆材料表(www.daowen.com)

3)注浆参数。渗透注浆格构式止水帷幕注浆参数经现场试验后确定,并在现场施工中不断完善调整,以满足施工要求。现场注浆参数如表6.6所示。

表6.6 渗透注浆参数表

4)渗透注浆施工工艺。渗透注浆施工工艺原理,反映在深圳地铁一期工程上,就是在压力作用下,使浆液较均匀地渗入地层充填砂土的孔隙,排挤出孔隙中存在的自由水和气体,而基本上不改变原状砂土的结构和体积,同时产生树枝状的骨架效应,将原来松散的砂土层胶结成一个整体,形成一道防水性能高的结石体,防止隧道在开挖过程中因流砂造成大规模塌方。

具体渗透注浆施工采用Soletanehe法。注浆方式采取分段上行式(后退式)注浆,注浆工艺采用袖阀管法。

①钻孔:采用泥浆循环护壁钻进法。钻机钻进深度应达到注浆固结高度,在钻孔中要做好钻孔记录,与先前的地质资料相比较。

②浇筑套壳料:在孔中插入无孔眼的钢管,并通过此管压入套壳料,用套壳料(重量比为水泥∶土∶水=1∶1.53∶1.93)置换孔内泥浆,直至孔内泥浆完全被顶出孔外为止,封闭袖阀管与钻孔壁之间的环状空间,防止灌浆时浆液到处流窜,在橡皮阀和止浆塞的配合下,保证浆液只在一个芯段开环(即挤破套壳料)而进入地层。浇筑时应避免套壳料进入袖阀管内,严防孔内泥浆混入套壳料中。

③套壳料浇筑完毕后将钢管拔出,把加闷盖的底端封闭的袖阀管压入孔内。根据注浆要求,在注浆部位下设有孔注浆管,非注浆部位下设无孔注浆管。并在袖阀管内加入清水,以减少袖阀管的弯曲和上浮。为使套壳料的厚度均匀,袖阀管应位于钻孔的中心。

④封孔作业:为防止套壳料失败,在地面3m处以上至地面段和孔口周围采用速凝水泥砂浆封堵,以防止注浆过程中冒浆现象发生。

⑤灌浆:待套壳料具有一定的强度后,在袖阀管内放入双塞的灌浆管进行灌浆。注浆采取分段式工艺,注浆步距选取0.3m,这样可以有效地减少因地层不均一性对注浆效果的影响。每段注浆完成后,向上移动一个布局的芯管长度

5)渗透注浆技术措施及关键

①为防止串浆发生,施工中采取钻一孔注一孔原则。当采取钻孔和注浆平行作业时,钻注距离应在6m以上。

②注浆顺序采取隔孔、隔排,最后注中间排。从而有效地控制浆液扩散区域,确保注浆形成完整的止水帷幕。

(3)效果。地铁工程施工利用渗透注浆技术成功地将暗挖隧道施作了一格一格封闭的止水帷幕,并采用大口径降水,抽取有限范围内有限的地下水,为暗挖隧道施工创造了一个干燥无水良好的施工环境,避免了隧道在开挖过程中因流砂造成大规模塌方,使在浅埋富水砂层中修建地铁暗挖隧道开挖进度达到甚至超过了60m/月,因此,格构式止水帷幕、降水方案合理、可靠,经济效益理想。

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